二機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)原

第一節(jié) 金屬切削機(jī)床 第三章 機(jī)械加工工藝裝備 二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理 二 教 學(xué) 內(nèi) 容 （一） （二） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 （三） （四） 二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理 機(jī)床的傳動(dòng)鏈 機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖 教學(xué)要求： 掌握機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理的基本概念。 教學(xué) 要 求 二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理的基本概念。 教 學(xué) 重 點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)： 二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)是由機(jī)床的所有傳動(dòng)鏈組成的運(yùn) 動(dòng)傳遞系統(tǒng)。 二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理 （一） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 （ 1）執(zhí)行件 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件，其作用是裝夾刀具和工件， 使之完成一定形式的運(yùn)動(dòng)并保證正確的軌跡。如主軸、 刀架、工作臺(tái)等。 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 組 成 （ 2）運(yùn)動(dòng)源（動(dòng)力源） 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的來(lái)源，它向運(yùn)動(dòng)部分提供動(dòng)力，如 交流電動(dòng)機(jī) 、 伺服電動(dòng)機(jī) 等。 可以每個(gè)運(yùn)動(dòng)有單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)源，也可以幾個(gè)運(yùn) 動(dòng)共用一個(gè)運(yùn)動(dòng)源。 （一） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 組 成 （ 3）傳動(dòng)裝置 傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置，通過(guò)它把執(zhí)行件和運(yùn) 動(dòng)源或執(zhí)行件與執(zhí)行件之間聯(lián)系起來(lái)，使執(zhí)行件獲 得一定速度和方向的運(yùn)動(dòng)，并使有關(guān)執(zhí)行件之間保 持某種確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 傳動(dòng)裝置還有完成變換運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、方向、速 度的作用。 傳動(dòng)裝置有 機(jī)械 、 液壓 、 電氣 、 氣動(dòng) 等多種形 式。 （一） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 組 成 機(jī)械傳動(dòng)裝置由機(jī)械傳動(dòng)件組成。它包括兩類傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 1）定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向固定不變的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如 帶傳 動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、絲杠螺母?jìng)?動(dòng) 等。 （ 2）換置機(jī)構(gòu) 根據(jù)加工要求可變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向的傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)，如 掛輪變速、滑移齒輪變速、塔輪變速、離合器 換向等 。 機(jī)械傳動(dòng)裝置 （一） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 組 成 液壓傳動(dòng) 進(jìn)給系統(tǒng) 電氣傳動(dòng) 控制部分 氣壓傳動(dòng) 夾緊裝置 （一） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 組 成 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 組 成 （一） 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 運(yùn)動(dòng)源 傳動(dòng)裝置 定比傳 動(dòng)機(jī)構(gòu) 執(zhí)行件 為運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力 傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動(dòng) 機(jī)械 變速 電氣 控制 液壓 進(jìn)給 氣動(dòng) 夾緊 換置 機(jī)構(gòu) 可轉(zhuǎn)換 傳動(dòng)比 機(jī)構(gòu) 帶 傳 動(dòng) 齒 輪 傳 動(dòng) 鏈 傳 動(dòng) 絲杠 螺母 傳動(dòng) 蝸輪 蝸桿 傳動(dòng) 掛 輪 變 速 滑 移 齒 輪 塔 輪 變 速 離 合 器 換 向 主軸 刀架 工作臺(tái) 在機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)中，連接動(dòng)力源和執(zhí)行件或連 接執(zhí)行件和執(zhí)行件的一系列按順序排列的傳動(dòng)元件， 稱為 傳動(dòng)鏈 。 傳動(dòng)鏈兩端的元件稱為末端件，可以是動(dòng)力源 或執(zhí)行件。 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 鏈 （二） 機(jī)床的傳動(dòng)鏈 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 按傳動(dòng)鏈的性質(zhì) 不同可分為： 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 傳動(dòng)鏈兩個(gè)末端件之間要求有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系， 如 車削螺紋時(shí)，主軸與刀架間的傳動(dòng)鏈；滾切齒輪 時(shí)，工件與滾刀間的傳動(dòng)鏈。 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中不能用 帶傳動(dòng) 、 摩擦傳動(dòng) 和 鏈傳 動(dòng) 。 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 鏈 （二） 機(jī)床的傳動(dòng)鏈 傳動(dòng)鏈兩個(gè)末端件之間不要求有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān) 系，如 車削外圓時(shí)，電機(jī)與主軸間的傳動(dòng)鏈。 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 為了便于研究機(jī)床的傳動(dòng)原理 , 用一些簡(jiǎn)明的符 號(hào)把動(dòng)力源、執(zhí)行件之間的傳動(dòng)聯(lián)系表示出來(lái)的示意 圖。 并不表達(dá)實(shí)際傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類和數(shù)量。 （三）機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 傳動(dòng)原理圖常用符號(hào) 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 原 理 圖 a)電機(jī) b)主軸 c)車刀 d)滾刀 e)合成機(jī)構(gòu) f)換置機(jī)構(gòu) g)機(jī)械定比聯(lián)系 h)電聯(lián)系 i)脈沖發(fā)生器 j)數(shù)控系統(tǒng) 車螺紋的傳動(dòng)原理圖 1）工件旋轉(zhuǎn)（主運(yùn)動(dòng)） 傳動(dòng)路線： 電動(dòng)機(jī) 1 2 uv 3 4 主軸（工件） 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈， 使用了 帶傳動(dòng)及摩擦離合器。 例 1：車削螺紋 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 原 理 圖 （三）機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 車螺紋的傳動(dòng)原理圖 2）刀具移動(dòng)（進(jìn)給運(yùn)動(dòng)） 傳動(dòng)路線： 主軸（ 1轉(zhuǎn)） 4 5 ux 6 7 絲杠（刀架） （導(dǎo)程 P） 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈， 不允許 使用帶傳動(dòng)及摩擦離合 器 例 1：車削螺紋 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 原 理 圖 （三）機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 銑削平面的傳動(dòng)原理圖 1）刀具旋轉(zhuǎn)（主運(yùn)動(dòng)） 傳動(dòng)路線： 主電機(jī) 1 2 uv 3 4 主軸（銑刀） 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 例 2：銑削平面 （三）機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 原 理 圖 銑削平面的傳動(dòng)原理圖 2）工件移動(dòng) （進(jìn)給運(yùn)動(dòng)） 傳動(dòng)路線： 進(jìn)給電機(jī) 5 6 ux 7 絲杠（工作臺(tái)） 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 例 2：銑削平面 （三）機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 原 理 圖 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖： 表示機(jī)床全部運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)關(guān)系 的示意圖，用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào)表示各種傳動(dòng)元件， 并按照運(yùn)動(dòng)傳遞的順序，畫(huà)在能反映機(jī)床外形和各主 要部件相互位置的展開(kāi)圖中。 只表示傳動(dòng)關(guān)系，而不表示各零件的實(shí)際尺寸和 位置。 下面以 CA6140普通臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖為例進(jìn) 行分析。 （四）機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 130 用規(guī)定符號(hào)表示傳動(dòng)件； 按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，以展開(kāi)圖形式，表示所有運(yùn)動(dòng) 和傳動(dòng)關(guān)系； 標(biāo)明齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、帶輪直徑、絲杠螺距和頭 數(shù)、電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)軸序號(hào)等。 CA6140普通臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖 用規(guī)定符號(hào)表示傳動(dòng)件； 按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，以展開(kāi)圖形式，表示所 有運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)關(guān)系； 標(biāo)明齒輪齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、帶輪直徑、絲 杠螺距和頭數(shù)、電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)軸 序號(hào)等。 CA6140普通臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖 CA6140 車床傳 動(dòng) 系統(tǒng) 主運(yùn)動(dòng)傳 動(dòng)鏈 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)鏈 縱向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈 刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 1.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動(dòng)機(jī) 2 1 1 （ 1）傳動(dòng)路線 （ 2）主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 正轉(zhuǎn)時(shí) 2 3 ( 1 + 2 2-1 )= 24 級(jí) 反轉(zhuǎn)時(shí) 1 3 ( 1 + 2 2-1 )= 12 級(jí) 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動(dòng)機(jī) 2 1 1 （ 3）主軸的轉(zhuǎn)速 運(yùn)動(dòng)平衡式為： n主 n電 d/D（ 1-)u12u23u36 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動(dòng)機(jī) 2 1 1 主軸最高轉(zhuǎn)速： nmax 1450 130/230（ 1-0.02)56/38 39/41 63/50 1400 r/min 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動(dòng)機(jī) 2 1 1 主軸最低轉(zhuǎn)速： nmin 1450 130/230（ 1-0.02)51/43 22/58 20/80 20/80 26/58 10 r/min 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動(dòng)機(jī) 2 1 1 2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 （ 1）螺紋進(jìn) 給傳動(dòng)鏈 主軸轉(zhuǎn)（ 1 r） 刀具移 動(dòng)（ P mm） 運(yùn)動(dòng)平衡式 1主軸 uP絲 P 螺紋 種類 螺距參數(shù) 螺距 /mm 導(dǎo)程 /mm 米制 螺距 T /mm T P=kT 模數(shù) 制 模數(shù) m/mm Tm=m Pm=kTm=km 英制 每英寸牙數(shù) a/（牙 in-1） Ta=25.4/a Pa=kTa=25.4k/a 徑節(jié) 制 徑節(jié) DP/（牙 in-1） TDP=25.4/DP PDP=kTDP=25.4k/DP 螺距參數(shù)及其螺距、導(dǎo)程換算關(guān)系 注： k為螺紋線數(shù)或頭數(shù)。 （ 1）螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈 u基 1 = 26/28 = 6.5/7 u基 2 = 28/28 = 7/7 u基 3 = 32/8 = 8/7 u基 4 = 36/28 = 9/7 u基 5 = 19/14 = 9.5/7 u基 6 = 20/14 = 10/7 u基 7 = 23/21 = 11/7 u基 8 = 24/14 = 12/7 u基 為 軸之間變速機(jī) 構(gòu)的可變傳動(dòng)比，共 8種： 基本變速組 u倍 為 軸之間變 速機(jī)構(gòu)的可變傳動(dòng)比，共 4種： 2 1 28 35 45 18 3 倍u 1283535284 倍u 8 1 48 15 45 18 1 倍u 4 1 48 15 35 28 2 倍u 28 35 48 15 35 28 45 18 增倍變速組 1）車削公制螺紋 （ 米制螺紋 ） P =kT=1 58/58 33/33 63/100 100/75 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 12 = 7u基 u倍 T= 7u基 u倍 /k 可得 8 4=32種導(dǎo)程， 20種標(biāo)準(zhǔn)螺紋， 24種大螺距螺紋 2）車削模數(shù)螺紋 （ 米制蝸桿 ） Pm=km =1 58/58 33/33 64/100 100/97 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 12 = 7/4 u基 u倍 m = 7u基 u倍 /（ 4k) 3）車削英制螺紋 Pa=kTa= 25.4k/a=1 58/58 33/33 63/100 100/75 1/u基 36/25 u倍 12 = 4/7 25.4 u倍 / u基 a= 7ku基 / （ 4u倍 ） 4）車削徑節(jié)螺紋 （ 英制蝸桿 ） PDP=kTDP=25.4 k/ DP=1 58/58 33/33 64/100 100/97 1/u基 36/25 u倍 12 = /7 25.4 u倍 / u基 mm DP = 7ku基 / u倍 5）車削非標(biāo)準(zhǔn)螺距及精密螺紋 離合器 M3、 M4、 M5全部嚙合 , 螺紋導(dǎo)程靠調(diào)整掛輪 傳動(dòng)比 u掛 來(lái)實(shí)現(xiàn) P =k T非 =1 58/58 33/33 u掛 12 u掛 = a/b c /d = P/12= nT非 /12 （ 2）縱橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 刀架（橫向進(jìn)給） X X V I I 18 59 48 48 X X V M 48 30 30 40 M 48 40 X X I 29 4 MM 56 32 32 36 光杠X I X 56 28 X V I I 英制螺紋路線 米制螺紋路線 主軸V I 9 9 76 刀架（縱向進(jìn)給）齒條 ZX X I I I 80 28 X X I I M 48 30 30 40 M 48 40 X X I 29 4 MM 56 32 32 36 光杠X I X 56 28 X V I I 英制螺紋路線 米制螺紋路線 主軸V I 12 8 8 76 公制螺紋 正常螺距 32種 縱向進(jìn)給量 英制螺紋 正常螺距 8種 較大進(jìn)給量 公制螺紋 擴(kuò)大螺距 8 種 細(xì)進(jìn)給量 英制螺紋 擴(kuò)大螺距 16種 大進(jìn)給量 f縱 =1 58/58 33/33 63/100 100/75 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 28/56 36/32 32/56 4/29 40/30 30/48 28/80 2.5 12 =0.71 u基 u倍 mm/r 1）縱向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 f橫 =1 58/58 33/33 63/100 100/75 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 28/56 36/32 32/56 4/29 40/30 30/48 59/18 5 mm/r 橫向進(jìn)給量 f橫 / f縱 1/2 2）橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 2600 13/29 3）刀架的快速移動(dòng) CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 CA6140米制螺紋表 - - - - - 1.75 3.5 7 1 2 4 8 - 2.25 4.5 9 - - - - 1.25 2.5 5 10 - - 5.5 11 1.5 3 6 12 75.628261 基u 81481545181 倍u 4 1481535282 倍u 1283535284 倍u 7728282 基u 7928364 基u 75.914195 基u 71014206 基u 71121337 基u 71221368 基u 7828323 基u u基 u倍 導(dǎo)程 L 21283545183 倍u P182 -3.23.6 思考題與習(xí)題 思 考 題 與 習(xí) 題 二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理